CPU架构的8位FFT？

Question

我正在寻找一个快速傅立叶变换引擎，可以处理8位实数到复数的转换(大小为65K)。这样做的需要是为了加速实时信号处理引擎。它目前受到8位-> FP32和FP32 -> 8位转换的限制，以及实际的快速傅立叶变换受到内存带宽的限制(我们目前使用快速傅立叶变换)。

我认为螺旋项目可能能够做这个http://spiral.net，但在他们的网页上唯一可用的代码似乎是用于单或双转换。

有人知道有什么C或C++库可以做到这一点吗？

Answer 1

有时候我也遇到了同样的问题。我的数据帧的FFTW在14毫秒(向前、一些计算和向后)内执行，而直接的字节(或短)到浮点数组的转换需要12-19毫秒。所以我做了SSE函数来将字节转换成浮点数(每个周期4个元素)，并获得了显着的速度增益-现在转换在2.2-5ms内完成。

如果您的编译器可以使用自动矢量化，请先尝试一下。

如果不是，则使用内部函数编写简单的转换函数。

我用过内联汇编程序(MOVD，PUNPCKLBW，PUNPCKLWD，CVTDQ2PS，MOVAPS命令序列)。

procedure BytesToSingles(Src, Dst: Pointer; Count: Integer);
asm
  //EAX = Src pointer to byte array
  //EDX = Dst pointer to float array !!! 16 byte-aligned !!!
  //ECX = Count (multiple of four)
  SHR ECX, 2           // 4 elements per cycle
  JZ @@Exit
  PXOR XMM7, XMM7      // zeros
@@Cycle:
  MOVD XMM1, [EAX]     // load 4 bytes
  PUNPCKLBW XMM1, XMM7 // unpack to words
  PUNPCKLWD XMM1, XMM7 // words to int32
  CVTDQ2PS XMM0, XMM1  // convert integers to 4 floats
  MOVAPS [EDX], XMM0   // store 4 floats to destination array
  ADD EAX, 4           // move array pointers
  ADD EDX, 16
  LOOP @@Cycle
@@Exit:
end;

请注意，8位数据上的FFT实现将受到数值错误问题的影响，正如Paul R在评论中所写的那样。

Answer 2

您不希望所有的处理都在定点进行。在这种大小的FFT中，你的数据将会变得混乱。从技术上讲，你可以使用32位定点并保持你所有的动态，但你仍然必须转换数据，而且它将比使用浮点数慢(你标记了SSE，所以我假设你是在一台有FPU的英特尔机器上)。我的观点基于我创建kissfft的工作

相反，专注于加速类型转换。我还没有运行MBo的汇编代码，但它看起来是正确的方法。我认为展开可能会让它更快。

如果您不习惯使用汇编，请改用SSE2编译器内嵌式。它会同样快(假设编译器不错)，并且会让你的代码更具可读性和可维护性。This answer将为您提供所需的大部分内容。